JP2010214686A - Liquid droplet ejecting type printing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微小な液滴を複数のノズルから吐出して、その微粒子(ドット)を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液滴吐出型印刷装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge printing apparatus that prints predetermined characters, images, and the like by discharging minute droplets from a plurality of nozzles and forming fine particles (dots) on a print medium. It is about.
液滴吐出型印刷装置は、一般に安価で且つ高品質なカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液滴吐出型印刷装置のうち、液滴吐出ノズルの形成された液滴吐出ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液滴吐出ヘッドを配置して、所謂1パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。
Since the droplet discharge type printing apparatus is generally inexpensive and easily obtains a high-quality color printed matter, it has been widely used not only in offices but also in general users with the spread of personal computers and digital cameras.
Among such droplet discharge type printing apparatuses, a device that moves a droplet discharge head on which droplet discharge nozzles are formed on a moving body called a carriage in a direction crossing the conveyance direction of the print medium is generally referred to as “multiple”. It is called a “pass-type printing device”. On the other hand, a device capable of performing printing in a so-called one pass by disposing a long droplet discharge head in a direction crossing the conveyance direction of the print medium is generally called a “line head type printing apparatus”.
この種の液滴吐出型印刷装置では、液滴吐出ヘッドに液体を吐出するためのノズルを複数形成し、各ノズルには、吐出される液体を加圧するための圧力室を連通し、この圧力室に、圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、各ノズルアクチュエータの夫々に駆動信号を印加することで該当するノズルから印刷媒体に向けて液滴を吐出する。下記特許文献1では、複数のノズルが開設された液滴吐出ヘッドブロックを複数並べてラインヘッド型印刷装置を構築するにあたり、各液滴吐出ヘッドブロック自体の本体を位置決めすることが開示されている。 In this type of droplet ejection printing apparatus, a plurality of nozzles for ejecting liquid are formed on the droplet ejection head, and each nozzle is connected to a pressure chamber for pressurizing the ejected liquid. A nozzle actuator such as a piezoelectric element is disposed in the chamber, and a droplet is ejected from the corresponding nozzle toward the print medium by applying a drive signal to each nozzle actuator. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses positioning the main body of each droplet discharge head block itself when constructing a line head type printing apparatus by arranging a plurality of droplet discharge head blocks each having a plurality of nozzles.
複数の液滴吐出ヘッドブロックを並べてラインヘッド型印刷装置を構築する場合、最も重要なのは、全体のノズルの配列状態である。しかしながら、前記特許文献1に記載される液滴吐出型印刷装置では、複数のノズルが開設された液滴吐出ヘッドブロックの本体を保持した箇所で基本的にヘッドの位置決めの固定をしているため、本体とノズルの誤差、複数の液滴吐出ヘッドブロックの本体同士の誤差が累積されてしまい、最終的にヘッドの位置を調整する機構を設けるなど、全体のノズルの配列状態を確保するのに手間がかかる。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、複数の液滴吐出ヘッドブロックを並べて配設する場合に、全体のノズルの配列状態を確保することが可能な液滴吐出型印刷装置を提供することを目的とするものである。
When a line head type printing apparatus is constructed by arranging a plurality of droplet discharge head blocks, the most important is the arrangement state of the entire nozzles. However, in the droplet discharge type printing apparatus described in Patent Document 1, the head positioning is basically fixed at the position where the main body of the droplet discharge head block having a plurality of nozzles is held. In order to ensure the entire nozzle arrangement, such as the error between the main body and nozzles, the error between the main bodies of the plurality of droplet discharge head blocks will be accumulated, and finally a mechanism for adjusting the head position will be provided. It takes time and effort.
The present invention has been developed by paying attention to these problems, and in the case where a plurality of droplet discharge head blocks are arranged side by side, the droplet discharge that can ensure the entire nozzle arrangement state. An object of the present invention is to provide a mold printing apparatus.
上記諸問題を解決するため、本発明の液滴吐出型印刷装置は、ノズルから液滴を吐出して印刷を行う液滴吐出型印刷装置であって、前記ノズルに連通して吐出液体を加圧する圧力室、及び前記圧力室に配設され、印加される駆動信号によって駆動して前記ノズルから液滴を吐出させるノズルアクチュエータを備えた複数の液滴吐出ヘッドブロックと、前記ノズルアクチュエータに駆動信号を印加する制御装置と、前記複数の液滴吐出ヘッドブロックの夫々に対応してノズルが開設された複数のノズル開口板と、前記複数のノズル開口板を位置決めし、それらのノズル開口板を固定するノズル開口板固定部材とを備えたことを特徴とするものである。
この液滴吐出型印刷装置によれば、複数の液滴吐出ヘッドブロックに対応し且つ複数のノズルが開設された複数のノズル開口板を、ノズル開口板固定部材で位置決めし且つ当該ノズル開口板固定部材に固定することにより、全体のノズルの配列状態を確保することが可能となる。
In order to solve the above problems, a droplet discharge printing apparatus of the present invention is a droplet discharge printing apparatus that performs printing by discharging droplets from nozzles, and adds discharge liquid in communication with the nozzles. A plurality of liquid droplet ejection head blocks provided with pressure chambers, a plurality of liquid droplet ejection head blocks which are disposed in the pressure chambers and driven by an applied drive signal to eject liquid droplets from the nozzles, and drive signals to the nozzle actuators A plurality of nozzle opening plates having nozzles corresponding to each of the plurality of droplet discharge head blocks, positioning the plurality of nozzle opening plates, and fixing the nozzle opening plates. And a nozzle opening plate fixing member.
According to this droplet discharge type printing apparatus, a plurality of nozzle aperture plates corresponding to a plurality of droplet discharge head blocks and having a plurality of nozzles are positioned by the nozzle aperture plate fixing member and fixed to the nozzle aperture plates. By fixing to the member, it is possible to ensure the arrangement state of the entire nozzle.
次に、本発明の液滴吐出型印刷装置の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体1は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
図1中の符号2は、印刷媒体1の搬送ライン上方に設けられた複数の液滴吐出ヘッドブロックであり、印刷媒体搬送方向に2列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、後述するノズル開口板固定部材(固定プレート材)11に固定されている。各液滴吐出ヘッドブロック2の最下面には、夫々、対応するノズル開口板7が取付けられ、それらのノズル開口板7の夫々に多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。ノズルは、図2に示すように、吐出する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液滴吐出ヘッドブロック2のノズル列によって、印刷媒体1の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体1は、これらの液滴吐出ヘッドブロック2のノズル面の下方を通過するときに、ノズル開口板7に形成されている多数のノズルから液滴が吐出され、印刷が行われる。
Next, an embodiment of the droplet discharge printing apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printing apparatus according to the present embodiment. In the drawing, a print medium 1 is conveyed in the direction of an arrow from the left to the right in the figure, and is printed in a printing area in the middle of the conveyance. It is a line head type printing apparatus.
液滴吐出ヘッドブロック2には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、各液滴吐出ヘッドブロック2に取付けられているノズル開口板7のノズルから同時に必要箇所に必要量の液滴を吐出することにより、印刷媒体1上に微小なドットを出力する。これを各色毎に行うことにより、搬送部4で搬送される印刷媒体1を一度通過させるだけで、所謂1パスによる印刷を行うことができる。
In the droplet
液滴吐出ヘッドの各ノズルから液滴を吐出する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液滴吐出方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、圧力室(キャビティともいう)内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから吐出されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の吐出量を調整することが可能となる。なお、本発明は、ピエゾ方式以外の液滴吐出方法にも、同様に適用可能である。 As a method of discharging droplets from each nozzle of the droplet discharge head, there are an electrostatic method, a piezo method, a film boiling droplet discharge method, and the like, and the piezo method is used in this embodiment. In the piezo method, when a drive signal is given to a piezoelectric element that is a nozzle actuator, the diaphragm in the pressure chamber (also referred to as a cavity) is displaced, causing a pressure change in the cavity, and a droplet is ejected from the nozzle by the pressure change. It is to be done. The droplet discharge amount can be adjusted by adjusting the peak value of the drive signal and the voltage increase / decrease slope. Note that the present invention can be similarly applied to droplet discharge methods other than the piezo method.
液滴吐出ヘッドブロック2の下方には、印刷媒体1を搬送方向に搬送するための搬送部4が設けられている。搬送部4は、駆動ローラ8及び従動ローラ9に搬送ベルト6を巻回して構成され、駆動ローラ8には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト6の内側には、当該搬送ベルト6の表面に印刷媒体1を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、負圧によって印刷媒体1を搬送ベルト6に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体1を搬送ベルト6に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ5によって給紙部3から印刷媒体1を一枚だけ搬送ベルト6上に送給し、電動モータによって駆動ローラ8を回転駆動すると、搬送ベルト6が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト6に印刷媒体1が吸着されて搬送される。この印刷媒体1の搬送中に、液滴吐出ヘッドブロック2から液滴を吐出して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体1は、搬送方向下流側の排紙部10に排紙される。なお、前記搬送ベルト6には、リニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、搬送ベルト6とそれに吸着されて搬送される印刷媒体1とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体1が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト6の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をノズルアクチュエータに出力することで印刷媒体1上の所定位置に所定の色の液滴を吐出し、そのドットによって印刷媒体1上に所定の画像を描画する。
Below the droplet
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、図3に示すように、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ60から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ60から入力された印刷データ読込むための入力インタフェース61と、この入力インタフェース61から入力された印刷データに基づいて印刷処理等の演算処理を実行するマイクロコンピュータで構成される制御部62と、前記給紙ローラ5に接続されている給紙ローラモータ17を駆動制御する給紙ローラモータドライバ63と、各液滴吐出ヘッドブロック2を駆動制御するヘッドドライバ65と、前記駆動ローラ8に接続されている電動モータ7を駆動制御する電動モータドライバ66と、給紙ローラモータドライバ63、ヘッドドライバ65、電動モータドライバ66と給紙ローラモータ17、液滴吐出ヘッドブロック2、電動モータ7とを接続するインタフェース67とを備えて構成される。
A control device for controlling itself is provided in the printing apparatus. As shown in FIG. 3, the control device performs printing processing on a print medium by controlling a printing device, a paper feeding device, and the like based on print data input from a
制御部62は、印刷処理等の各種処理を実行するCPU(Central Processing Unit)62aと、入力インタフェース61を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するRAM(Random Access Memory)62cと、CPU62aで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるROM(Read-Only Memory)62dを備えている。この制御部62は、インタフェース61を介してホストコンピュータ60から印刷データ(画像データ)を入手すると、CPU62aが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液滴吐出ヘッドブロック2の何れのノズルから液滴を吐出するか或いはどの程度の液滴を吐出するかというノズル選択データ(駆動信号選択データ)を算出し、この印刷データや駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ63、65、66に制御信号を出力する。各ドライバ63、65、66からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ17、電動モータ7、液滴吐出ヘッドブロック2内のノズルアクチュエータなどが夫々作動して、印刷媒体1の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体1への印刷処理が実行される。なお、制御部62内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
The
図4には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液滴吐出ヘッドブロック2に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号COMの一例を示す。本実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号COMは、ノズルアクチュエータを駆動して液滴を吐出する単位駆動信号としての駆動パルスPCOMを時系列的に接続したものであり、各駆動パルスPCOMの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ(圧力室)の容積を拡大して液体を引込む(液体の吐出面を考えればメニスカスを引き込むとも言える)段階であり、駆動パルスPCOMの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す(液体の吐出面を考えればメニスカスを押出すとも言える)段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから吐出される。
FIG. 4 shows an example of a drive signal COM that is supplied from the control device of the printing apparatus of the present embodiment to the droplet
この電圧台形波からなる駆動パルスPCOMの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の吐出量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスPCOMを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスPCOMを選択してアクチュエータに供給し、液滴を吐出したり、複数の駆動パルスPCOMを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回吐出したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液滴が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を吐出するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。なお、図4の左端の駆動パルスPCOM1は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を吐出せずに、ノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。 By variously changing the voltage increase / decrease slope and peak value of the driving pulse PCOM composed of this voltage trapezoidal wave, the liquid drawing amount and drawing speed, the liquid pushing amount and the pushing speed can be changed. By changing the discharge amount, dots of different sizes can be obtained. Therefore, even when a plurality of drive pulses PCOM are connected in time series, a single drive pulse PCOM is selected and supplied to the actuator, and droplets are ejected, or a plurality of drive pulses PCOM are selected and the actuator is selected. In this way, dots of various sizes can be obtained by discharging a plurality of droplets. That is, if a plurality of droplets land at the same position before the droplets are dried, it is substantially the same as ejecting a large droplet, and the size of the dots can be increased. By combining such techniques, it is possible to increase the number of gradations. Note that the driving pulse PCOM1 at the left end in FIG. This is called microvibration and is used to suppress and prevent the increase in the viscosity of the nozzle without discharging droplets.
各液滴吐出ヘッドブロック2には、前記駆動信号COMの他、前記図3の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて吐出するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号COMへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データSI&SP、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データSI&SPに基づいて駆動信号COMと液滴吐出ヘッドブロック2のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号LAT及びチャンネル信号CH、駆動信号選択データSI&SPをシリアル信号として液滴吐出ヘッドブロック2に送信するためのクロック信号CLKが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスPCOMとし、駆動パルスPCOMが時系列的に連結された信号全体を駆動信号COMと記す。即ち、ラッチ信号LATで一連の駆動信号COMが出力され始め、チャンネル信号CH毎に駆動パルスPCOMが出力されることになる。
In addition to the drive signal COM, each droplet
図5には、駆動信号COM(駆動パルスPCOM)をノズルアクチュエータ22に供給するために各液滴吐出ヘッドブロック2内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液滴を吐出させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ22を指定するための駆動信号選択データSI&SPを保存するシフトレジスタ211と、シフトレジスタ211のデータを一時的に保存するラッチ回路212と、ラッチ回路212の出力をレベル変換して選択スイッチ201に供給することにより、駆動信号COMをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ22に接続するレベルシフタ213を備えて構成されている。
FIG. 5 shows a specific configuration of the switching controller constructed in each droplet
シフトレジスタ211には、駆動信号選択データ信号SI&SPが順次入力されると共に、クロック信号CLKの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路212は、ノズル数分の駆動信号選択データSI&SPがシフトレジスタ211に格納された後、入力されるラッチ信号LATによってシフトレジスタ211の各出力信号をラッチする。ラッチ回路212に保存された信号は、レベルシフタ213によって次段の選択スイッチ201をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号COMが、ラッチ回路212の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ201の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ213によって選択スイッチ201が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データSI&SPの接続タイミングで駆動信号COM(駆動パルスPCOM)に接続される。また、シフトレジスタ211の駆動信号選択データSI&SPがラッチ回路212に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ211に入力し、液滴の吐出タイミングに合わせてラッチ回路212の保存データを順次更新する。なお、図中の符号HGNDは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ201によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号COM(駆動パルスPCOM)から切り離した後も、当該ノズルアクチュエータ22の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
The drive signal selection data signal SI & SP is sequentially input to the
図6には、ノズルアクチュエータの駆動回路の概略構成を示す。ラインヘッド型印刷装置を構成する液滴吐出ヘッドブロック2のノズル開口板7には多数のノズルが形成されており、図7に示すように、その夫々に、前述したノズルアクチュエータ22が設けられており、それらのノズルアクチュエータ22の上流側にトランスミッションゲートで構成される選択スイッチ201が配設され、選択スイッチ201がオンされているノズルアクチュエータ22にのみ駆動信号COM(駆動パルスPCOM)が印加される。
FIG. 6 shows a schematic configuration of the drive circuit of the nozzle actuator. A number of nozzles are formed in the
本実施形態の駆動回路は、予め記憶されている駆動波形データDWCOMに基づいて、駆動信号COMの元、つまりノズルアクチュエータ22の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号WCOMを生成する駆動波形信号発生回路25と、駆動波形信号発生回路25で生成された駆動波形信号WCOMをパルス変調する変調回路26と、変調回路26でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅回路、所謂D級アンプ28と、デジタル電力増幅器28で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、駆動信号COM(駆動パルスPCOM)として選択スイッチ201からノズルアクチュエータ22に供給する平滑フィルタ29とを備えて構成される。
The drive circuit according to the present embodiment generates a drive waveform signal WCOM that serves as a reference of a signal for controlling the drive of the
駆動波形信号発生回路25は、CPU62aから出力された駆動波形データDWCOMを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすると共に、それをD/A変換器でアナログ変換して駆動波形信号WCOMとして出力する。この駆動波形信号WCOMをパルス変調する変調回路26には、周知のパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)回路を用いた。パルス幅変調は、所定周波数の三角波信号やノコギリ波信号などの基準信号と入力信号、この場合は駆動波形信号WCOMを比較し、駆動波形信号WCOMが基準信号より大きいときにオンデューティとなるパルスデューティの変調信号を出力する。また、変調回路26には、この他にパルス密度変調(PDM)回路などの周知のパルス変調回路を用いることができる。また、何れの場合も、プログラムによる演算処理によって変調回路26を構成することができる。
The drive waveform
デジタル電力増幅回路28は、図8に示すように、実質的に電力を増幅するためのハイサイドのスイッチング素子Q1及びローサイドのスイッチング素子Q2からなるハーフブリッジD級出力段21と、変調回路26からの変調信号に基づいて、それらのスイッチング素子Q1、Q2のゲート−ソース間信号GH、GLを調整するためのゲート駆動回路30とを備えて構成されている。デジタル電力増幅回路28では、変調信号がハイレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲート−ソース間信号GHはハイレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GLはローレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Q1はオン状態となり、ローサイド側スイッチング素子Q2はオフ状態となり、その結果、ハーフブリッジD級出力段21の出力は、供給電圧VDDとなる。一方、変調信号がローレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Q1のゲート−ソース間信号GHはローレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Q2のゲート−ソース間信号GLはハイレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Q1はオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Q2はオン状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段21の出力は0となる。
As shown in FIG. 8, the digital
平滑フィルタ29には、図9に示すように、2つのコンデンサC1、C2、コイルL、抵抗Rからなる3次のフィルタを用いた。この平滑フィルタ29によって、前記変調回路26で生じた変調周波数、即ちパルス変調の周波数成分を減衰して除去し、前述したような波形特性の駆動信号COM(駆動パルスPCOM)を出力する。
図10には、図1の液滴吐出ヘッドブロック2内のノズルとノズルアクチュエータ内の詳細を示す。図中の符号31が、ノズル開口板7に開設されたノズルである。前述したように、ノズル31には、吐出する液体を加圧するためのキャビティ(圧力室)32が連設されており、このキャビティ32の上面に振動板35を介してノズルアクチュエータ22が取付けられている。キャビティ32には、液体を貯留するためのリザーバ(貯留室ともいう)33が連設されており、このリザーバ33に液体タンクからチューブを経て吐出液体が供給される。圧電素子(圧電振動子とも呼ばれる)からなるノズルアクチュエータ22は支持部材36に取付けられ、その支持部材36が固定部材37に固定されている。このノズルアクチュエータ22は、図10の上下方向に伸縮する。この伸縮力を振動板35に伝達し、前述したようにキャビティ32内を拡大したり縮小したりして、液滴をノズル31から吐出する。
As the smoothing
FIG. 10 shows details of the nozzles and nozzle actuators in the droplet
図11には、液滴吐出ヘッドブロック2のノズル開口板7とノズル開口板固定部材11の詳細を示す。図は、1つのノズル開口板7しか描かれていないが、他の5つのノズル開口板7も同様にノズル開口板固定部材11に固定されている。この第1実施形態では、ノズル開口板固定部材11の上面に、ノズル開口板7が緊密に嵌入する上側凹部41が形成され、この上側凹部41内にノズル開口板7を上方から嵌め込み、接着剤などで固着することで、ノズル開口板7の位置決め並びに固定が行われている。なお、凹部41には貫通開口部42が連設され、この貫通開口部42からノズルが下方向きに面する。
FIG. 11 shows details of the
複数のノズルが開設されているノズル開口板7をノズル開口板固定部材11に全て位置決め固定することで、液滴吐出ブロック本体を固定部材に固定する場合のようなノズルと本体の誤差や本体同士の誤差といった比較的大きな誤差が累積されることがなく、強いていえばノズル開口板固定部材11に形成された上側凹部41の誤差、ノズル開口板7の誤差、ノズル開口板7とノズルの誤差といった小さな誤差の累積ですむことから、全てのノズル開口板7をノズル開口板固定部材11に位置決め固定したときの全ノズルの配列状態を確保することができる。
By positioning and fixing the
このように、本実施形態の液滴吐出型印刷装置によれば、複数のノズル31から液滴を吐出して印刷を行うにあたり、複数のノズル31の夫々に連通して吐出液体を加圧する複数のキャビティ32、及び複数のキャビティ32の夫々に配設され且つ印加される駆動信号COMによって駆動してノズル31から液滴を吐出する複数のノズルアクチュエータ22を備えた複数の液滴吐出ヘッドブロック2と、ノズルアクチュエータ22に駆動信号COMを印加する制御装置と、複数の液滴吐出ヘッドブロック2の夫々に対応してノズル31が開設された複数のノズル開口板7と、複数のノズル開口板7を位置決めし且つそれらのノズル開口板7を固定するためのノズル開口板固定部材11とを備えたことにより、全体のノズルの配列状態を確保することが可能となる。
As described above, according to the droplet discharge type printing apparatus of the present embodiment, when printing is performed by discharging droplets from the plurality of
図12には、本発明の液滴吐出型印刷装置の第2実施形態として、液滴吐出ヘッドブロック2のノズル開口板7とノズル開口板固定部材11の詳細を示す。図は、1つのノズル開口板7しか描かれていないが、他の5つのノズル開口板7も同様にノズル開口板固定部材11に固定されている。前記図11の第1実施形態では、ノズル開口板固定部材11の上側凹部41の底面にノズル開口板7を直接接着剤で固定したのに対し、この第2実施形態では、ノズル開口板固定部材11の上側凹部41にはノズル開口板7を位置決めして嵌め込むだけとし、このノズル開口板7の上側に個別の、方形環状の接着部材43を嵌め込み、この接着部材43を上側凹部41の側面に接着してノズル開口板7をノズル開口板固定部材11に固定している。ノズル開口板7と上側凹部41の底面との間に接着剤が存在すると、どうしても接着剤層の厚さが影響してしまう。この接着剤層の厚さの影響を回避するために、本実施形態では、上側凹部41の底面に嵌め込まれたノズル開口板7に対し、上側凹部41の底面の反対側に接着部材43を嵌め込み、この接着部材43を上側凹部41の側面に接着している。
FIG. 12 shows details of the
図13には、本発明の液滴吐出型印刷装置の第3実施形態として、液滴吐出ヘッドブロック2のノズル開口板7とノズル開口板固定部材11の詳細を示す。図は、1つのノズル開口板7しか描かれていないが、他の5つのノズル開口板7も同様にノズル開口板固定部材11に固定されている。本実施形態では、ノズル開口板固定部材11の上側凹部41の反対側に、ノズル開口板7が緊密に嵌入する下側凹部44を形成し、この下側凹部44内にノズル開口板7を嵌め込み、上側凹部41の貫通開口部42内に液滴吐出ヘッドブロック2の下端部2aを差し込み、この差し込まれた下端部2aとノズル開口板7とを接着剤やモールド剤で固定する。勿論、下側凹部44にノズル開口板7を嵌め込むと、当該ノズル開口板7に開設されているノズルが適正な位置になるように、下側凹部44を形成している。
FIG. 13 shows details of the
図14には、本発明の液滴吐出型印刷装置の第4実施形態として、ノズル開口板7とノズル開口板固定部材11の位置決め方法の詳細を示す。図は、1つのノズル開口板7しか描かれていないが、他の5つのノズル開口板7も同様にノズル開口板固定部材11に固定されている。本実施形態では、前記第1〜第3実施形態のように、ノズル開口板固定部材11に凹部を形成せず、図14aに示すように、方形の貫通開口部42だけを開設する。そして、この方形の貫通開口部42の外側対角2カ所に円柱状の小さな突起46を形成した。一方、ノズル開口板固定部材11の貫通開口部42を覆うように取付ける方形のノズル開口板7にも、前記突起46に対向する位置に、当該突起46が緊密に嵌入する円孔45を開設した。そして、図14bに示すように、前記ノズル開口板固定部材11の突起46をノズル開口板7の円孔45内に差し込んで両者を位置決めし、貫通開口部42の周縁部とノズル開口板7の周縁部とを接着剤で接着して固定した。このようにすることにより、精密な凹部を形成する必要がなくなる。なお、ノズル開口板、ノズル開口板固定部材の何れにも対向する孔を穿って、それらの孔をピンなどでガイドした後、接着固定するようにしてもよい。また、このようなガイドによる位置決め構造を、前記第1〜第3実施形態に併用してもよい。
FIG. 14 shows the details of the positioning method of the
なお、前記実施形態では、本発明の液滴吐出装置をラインヘッド型の液滴吐出型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の液滴吐出装置は、マルチパス型の液滴吐出型印刷装置にも同様に適用可能である。また、これらの印刷装置形態以外の印刷装置であってもよく、工業分野、医療分野などで液滴を吐出して印刷を行うものにも同様に適用することができる。 In the above embodiment, only the case where the liquid droplet ejection apparatus of the present invention is used in a line head type liquid droplet ejection printing apparatus has been described in detail. However, the liquid droplet ejection apparatus of the present invention is a multi-pass type liquid ejection apparatus. The present invention can be similarly applied to a droplet discharge type printing apparatus. Moreover, printing apparatuses other than these printing apparatus forms may be used, and the present invention can be similarly applied to apparatuses that perform printing by discharging droplets in the industrial field, the medical field, and the like.
また、前記実施形態では、本発明の液滴吐出装置をインクなどの液体を吐出するものに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体(液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む)や液体以外の流体(流体として流して噴射できる固体など)を噴射したり吐出したりする液滴吐出装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッサンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を吐出する液状体吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液滴吐出装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を吐出する液滴吐出装置であってもよい。更に、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液滴吐出装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に吐出する液滴吐出装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を吐出する液滴吐出装置、ジェルを吐出する流状体吐出装置、トナーなどの粉体を例とする固体を吐出する流体吐出式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の吐出装置に本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the liquid droplet ejection apparatus of the present invention is embodied to eject liquid such as ink. However, the present invention is not limited to this, and liquid other than ink (in addition to liquid, particles of functional material) Or a liquid droplet ejecting apparatus that ejects or ejects a fluid other than a liquid (such as a solid that can be ejected by flowing as a fluid). it can. For example, a liquid material ejecting apparatus that ejects a liquid material that contains materials such as electrode materials and color materials used in the manufacture of liquid crystal displays, EL (electroluminescence) displays, surface-emitting displays, and color filters in a dispersed or dissolved form. Further, it may be a droplet discharge device that discharges a bio-organic material used in biochip manufacturing, or a droplet discharge device that discharges a liquid as a sample that is used as a precision pipette. In addition, transparent resin such as UV curable resin for forming droplet ejector, micro hemispherical lens (optical lens) used for optical communication elements, etc. Droplet discharge device that discharges liquid onto the substrate, droplet discharge device that discharges etching liquid such as acid or alkali to etch the substrate, etc., fluid discharge device that discharges gel, powder such as toner For example, a fluid discharge type recording apparatus that discharges a solid may be used. The present invention can be applied to any one of these discharge devices.
1は印刷媒体、2は液滴吐出ヘッドブロック、3は給紙部、4は搬送部、5は給紙ローラ、6は搬送ベルト、7は電動モータ、8は駆動ローラ、9は従動ローラ、10は排紙部、11は固定プレート、21はハーフブリッジD級出力段、22はノズルアクチュエータ、25は駆動波形信号発生回路、26は変調回路、28はデジタル電力増幅回路、29は平滑フィルタ、30はゲート駆動回路、31はノズル、32はキャビティ(圧力室)、33はリザーバ(貯留室)、35は振動板、36は支持部材、37は固定部材、41は上側凹部、42は貫通開口部、43は接着部材、44は下側凹部、45は円孔、46は突起、65はヘッドドライバ 1 is a print medium, 2 is a droplet discharge head block, 3 is a paper feed unit, 4 is a transport unit, 5 is a paper feed roller, 6 is a transport belt, 7 is an electric motor, 8 is a drive roller, 9 is a driven roller, 10 is a paper discharge unit, 11 is a fixed plate, 21 is a half-bridge class D output stage, 22 is a nozzle actuator, 25 is a drive waveform signal generation circuit, 26 is a modulation circuit, 28 is a digital power amplification circuit, 29 is a smoothing filter, 30 is a gate drive circuit, 31 is a nozzle, 32 is a cavity (pressure chamber), 33 is a reservoir (storage chamber), 35 is a diaphragm, 36 is a support member, 37 is a fixing member, 41 is an upper recess, and 42 is a through opening. Part, 43 is an adhesive member, 44 is a lower recess, 45 is a circular hole, 46 is a protrusion, and 65 is a head driver.
Claims (1)
前記ノズルに連通して吐出液体を加圧する複数の圧力室、及び前記複数の圧力室に配設され、印加される駆動信号によって駆動して前記ノズルから液滴を吐出させるノズルアクチュエータを備えた複数の液滴吐出ヘッドブロックと、
前記ノズルアクチュエータに前記駆動信号を印加する制御装置と、
前記複数の液滴吐出ヘッドブロックの夫々に対応してノズルが開設された複数のノズル開口板と、
前記複数のノズル開口板を位置決めし、それらのノズル開口板を固定するノズル開口板固定部材と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出型印刷装置。 A droplet discharge printing apparatus that performs printing by discharging droplets from a nozzle,
A plurality of pressure chambers that communicate with the nozzles and pressurize the discharge liquid, and a plurality of nozzle actuators that are disposed in the plurality of pressure chambers and that are driven by an applied drive signal to discharge droplets from the nozzles. A droplet discharge head block of
A control device for applying the drive signal to the nozzle actuator;
A plurality of nozzle aperture plates in which nozzles are opened corresponding to each of the plurality of droplet discharge head blocks;
Positioning the plurality of nozzle aperture plates, and a nozzle aperture plate fixing member for fixing the nozzle aperture plates;
A droplet discharge type printing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2009062404A JP2010214686A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Liquid droplet ejecting type printing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2009062404A Withdrawn JP2010214686A (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Liquid droplet ejecting type printing apparatus |
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-
2009
- 2009-03-16 JP JP2009062404A patent/JP2010214686A/en not_active Withdrawn
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